Контроль горячеоцинкованного покрытия стальных деталей"

Контроль горячеоцинкованного покрытия стальных деталей

Введение:
Горячее цинкование – широко применяемый метод защиты стальных конструкций и деталей от коррозии путем нанесения слоя цинка при погружении в расплав. Качество полученного покрытия напрямую влияет на долговечность и надежность защищаемого изделия. Поэтому строгий контроль параметров цинкового покрытия является обязательным этапом технологического процесса и приемки готовой продукции. Данная статья рассматривает ключевые аспекты контроля горячеоцинкованного покрытия.

1. Объекты испытаний
Объектом контроля являются стальные детали и конструкции после прохождения процесса горячего цинкования. Это включает:

• Готовые изделия: Любые детали, узлы, конструкции (фермы, опоры, ограждения, крепеж, резервуары, элементы трубопроводов и т.д.), прошедшие полный цикл цинкования.
• Типы покрытий: Контролю подлежит покрытие как на внешних, так и на внутренних (если доступны) поверхностях деталей.
• Критические зоны: Особое внимание уделяется контролю качества покрытия в следующих областях:
  • Сварные швы и околошовные зоны.
  • Резьбовые соединения и отверстия.
  • Острые кромки и углы.
  • Зоны контакта с подвесами или траверсами во время цинкования.
  • Поверхности сложной конфигурации, где возможны неравномерность потока цинка или скопление шлака.
• Контрольные образцы: Иногда вместе с партией изделий цинкуются специальные стандартные образцы-свидетели для проведения разрушающих испытаний (например, весового метода), не затрагивающих основную продукцию.

2. Область испытаний
Контроль горячеоцинкованного покрытия проводится в двух основных сферах:

• Входной контроль и контроль процесса:
  • Проверка качества подготовки поверхности (травление, флюсование) перед погружением в цинк – косвенно влияет на адгезию и внешний вид покрытия.
  • Мониторинг параметров процесса цинкования (температура ванны, время погружения, скорость извлечения, температура детали перед погружением).
• Приемо-сдаточный контроль готовой продукции: Основная область испытаний, включающая проверку следующих ключевых параметров готового покрытия:
  • Внешний вид: Однородность, блеск, наличие/отсутствие дефектов (наплывы, потеки, голые пятна (непокрытые участки), рыхлость, отслаивание, трещины, шероховатость, зола цинка, включения шлака).
  • Толщина покрытия: Наиболее критичный параметр, определяющий срок службы защиты. Измеряется в микрометрах (мкм).
  • Адгезия (прочность сцепления с основой): Способность покрытия выдерживать механические воздействия без отслаивания.
  • Равномерность: Отсутствие значительных локальных колебаний толщины на различных участках детали.
  • Целостность: Отсутствие повреждений (трещин, отслоений), снижающих барьерную защиту.

3. Методы испытаний
Для оценки параметров покрытия применяются следующие основные методы:

• Визуальный осмотр (Неразрушающий контроль - НК):
  • Суть: Осмотр поверхности невооруженным глазом или с использованием лупы (обычно 4х-10х) при хорошем естественном или искусственном освещении (не менее 300 люкс).
  • Цель: Выявление внешних дефектов (голые пятна, наплывы, потеки, шероховатость, зола, шлак, трещины, отслоения), оценка общего вида и равномерности цвета/блеска. Проверка качества покрытия на сварных швах, кромках, отверстиях.
  • Нормативы: Проводится на 100% изделий согласно требованиям технических условий или стандартов.
• Измерение толщины покрытия (НК):
  • Магнитная индукция: Наиболее распространенный метод для ферромагнитных стальных основ. Прибор измеряет изменение магнитного потока между постоянным магнитом (или электромагнитом) в наконечнике датчика и стальной подложкой, которое зависит от толщины немагнитного цинкового покрытия.
  • Вихретоковый метод: Применяется как для ферромагнитных, так и для немагнитных основ. Основан на измерении влияния толщины покрытия на параметры вихревых токов, наведенных в подложке катушкой датчика переменным магнитным полем.
  • Цель: Определение локальной толщины покрытия в заданных точках детали и оценка средней толщины по результатам многократных замеров в соответствии с правилами выборочного или сплошного контроля (устанавливается стандартом/ТУ). Точки измерений выбираются на плоских участках, вдали от краев и дефектов.
• Весовой метод (Разрушающий контроль - РК):
  • Суть: Определение массы цинка на единицу площади контрольного образца путем растворения покрытия в ингибированном кислотном реактиве (например, содержащем сурьму триоксид) с последующим взвешиванием до и после растворения.
  • Цель: Наиболее точный метод определения средней массы цинка на единицу площади (г/м²). Используется для калибровки неразрушающих толщиномеров, разрешения спорных ситуаций или периодического контроля в качестве основного метода на небольших образцах. Позволяет рассчитать среднюю толщину покрытия, зная плотность цинка. Неприменим для готовых изделий без вырезки образца.
• Испытание на адгезию (РК/НК):
  • Непрямые методы (НК): Постукивание молоточком (звук), осторожное царапание острым ножом или стальной иглой под определенным углом с визуальной оценкой отслаивания. Испытание на изгиб образца на заданный угол или вокруг оправки определенного диаметра с последующим осмотром зоны изгиба на предмет отслоения покрытия.
  • Прямой метод (РК): Испытание на отрыв (используется реже для готовых изделий, чаще для лабораторных образцов).
  • Цель: Качественная или полуколичественная оценка прочности сцепления цинкового покрытия со стальной основой.
• Испытание на однородность (РК):
  • Суть: Погружение цинкованного контрольного образца в раствор медного купороса (CuSO₄) на определенное количество циклов (обычно 1 минута погружения, промывка, сушка, осмотр – повторение до появления красных пятен меди).
  • Цель: Выявление пористых участков покрытия или мест с недопустимо малой толщиной. Появление металлической меди (красных пятен) на стали раньше установленного нормативом количества циклов свидетельствует о дефекте покрытия в данной точке. Применимо только к гладким поверхностям.

4. Испытательное оборудование
Для реализации перечисленных методов контроля используются следующие типы оборудования:

• Толщиномеры покрытий:
  • Магнитные индукционные толщиномеры: Портативные приборы с ферритовым или электромагнитным датчиком для измерения на ферромагнитных сталях.
  • Вихретоковые толщиномеры: Портативные приборы для измерения на черных и цветных металлах.
  • Комбинированные толщиномеры (магнитная индукция + вихревые токи): Универсальные приборы, автоматически определяющие тип подложки.
  • Калибровочные пластины: Наборы эталонных пластин с покрытиями точно известной толщины для калибровки и проверки толщиномеров.
• Оборудование для визуального контроля:
  • Эталоны освещенности: Для обеспечения требуемого уровня освещенности рабочего места (300 лк и более).
  • Лупы: Руководящие лупы 4х, 5х, 10х увеличения.
  • Инструмент для контроля адгезии: Молоточки, стальные ножи или иглы определенной конфигурации, оправки для испытания на изгиб.
• Весовой метод:
  • Аналитические весы: Высокоточные весы с дискретностью 0.1 мг.
  • Химическая посуда: Стаканы, мерные колбы.
  • Реактивы: Растворы для декапирования (растворения) цинкового покрытия (обычно на основе соляной кислоты HCl с ингибитором коррозии стали, например, сурьмой триоксидом Sb₂O₃).
  • Термометр: Для контроля температуры реактива.
• Испытание на однородность:
  • Химическая посуда: Стаканы для раствора медного купороса.
  • Реактивы: Стандартизированный раствор сульфата меди (CuSO₄·5H₂O) в дистиллированной воде с добавлением серной кислоты (H₂SO₄) или без нее, по требованиям стандарта.
  • Секундомер.
• Общее:
  • Чистящие материалы: Безворсовые салфетки, спирт для обезжиривания поверхности перед измерениями толщины или визуальным осмотром.
  • Документация: Бланки протоколов испытаний.

Заключение:
Контроль горячеоцинкованного покрытия – комплексный процесс, требующий применения различных методов и оборудования для всесторонней оценки его качества. Визуальный осмотр, измерение толщины и проверка адгезии являются основными приемо-сдаточными испытаниями. Весовой метод и испытание на однородность служат важными дополнительными или калибровочными методами. Использование сертифицированного и регулярно поверяемого испытательного оборудования, а также строгое следование требованиям нормативных документов (ГОСТ, ISO, внутренние ТУ) гарантируют объективность оценки и долгий срок службы оцинкованных стальных конструкций.